Астрофизики строят виртуальную вселенную

астрофизик

В самом подробном усилии все же, астрофизики и космологи смоделировали развитие права вселенной вниз на формирование отдельных галактик. Результаты гигантского машинного моделирования аккуратно соответствуют многократным астрономическим наблюдениям, в пределах от распределения галактик в крупных группах галактики к суммам нейтрального водородного газа в галактиках, больших и маленьких. Результаты еще раз аккуратно подтверждают стандартную теорию космологов основных компонентов вселенной и как это развилось — результат, который может разочаровать исследователей, надеющихся на новые проблемы решить.

«Это – огромная трансгрессия», говорит Карлос Френк, космолог в Даремском университете в Соединенном Королевстве, работающий над конкурирующим усилием. «Это изменяет способ, которым мы можем обратиться к физике в действии по своей природе, потому что у нас есть инструмент для обработки деталей». Однако один ведущий исследователь утверждает, что новая работа не все, чем она нахваливала, чтобы быть.В течение чуть более чем десятилетия космологи и астрофизики знали точный рецепт для вселенной.

От исследований послесвечения большого взрыва или реликтового излучения, распределения галактик и других наблюдений, они решили, что вселенная состоит из 5%-го обычного вопроса как этот в звездах и людях, 27%-я таинственная темная материя, сила тяжести которой скрепляет галактики и 68%-ю причудливую протягивающую пространство темную энергию, заставляющую расширение вселенной ускоряться.Учитывая, что рецепт, исследователи были в состоянии моделировать развитие вселенной. В частности в 2005 европейские исследователи, включая Frenk, развили Моделирование Тысячелетия, проследившее, как по возрасту вселенной темная материя соединилась через свою собственную силу тяжести в гигантские глыбы и берега в «космической сети». Обычный вопрос, улаженный в глыбы для производства звезд и галактик.

Моделирование Тысячелетия, подобранное статистически распределение размера реальных галактик и пути галактики, рассеяно всюду по пространству. Результаты значительно поддержали случай для теории космологов — который известен как? CDM (объявленный “лямбда CDM”).Однако Моделирование Тысячелетия было также ограничено, отмечает Марка Фогелсбергера, астрофизика в Массачусетском технологическом институте в Кембридже.

Поэтому это фактически отследило только развитие сети темной материи. Обычный вопрос и галактики были вставлены в сеть только в конце, с помощью оперативных правил, взятых от более подробных моделирований отдельных галактик. Такой подход известен как полуаналитическое моделирование. Теперь, Фогелсбергер и коллеги предприняли шаги кроме того подход путем развития моделирования, включающего обычный вопрос, в форме водородного газа, с начала, как они сообщают онлайн сегодня по своей природе.

Известный как Illustris, новое моделирование отслеживает развитие кубического куска вселенной, измеряющей примерно 350 миллионов световых лет на стороне, заканчивающей тем, что содержала 41 416 галактик. Модель так требовательна, что потребовалось бы 2 000 лет для управления на единственном настольном компьютере. Различие между Illustris и его предшественником сияет через в мультипликации Vogelsberger и коллеги, сделанные из нового моделирования.

Принимая во внимание, что Тысячелетие показывает только относительно спокойную космическую сеть, Illustris изобилует взрывами: взрывы горячего газа, происходящего вокруг суперкрупных черных дыр в сердцах галактик. Такие оттоки крайне важны для возникновения галактик, поскольку они могут унести водородный газ из галактики, чтобы замедлить или остановить звездное формирование.

Чтобы продемонстрировать, что новое моделирование воспроизводит вселенную, как мы знаем, это, Фогелсбергер и коллеги показывает, что может воспроизвести много ключей observables, таких как изобилие элементов, более тяжелых, чем гелий в галактиках и межгалактических газовых облаках. «Заключение состоит в том, что мы думаем, что у нас есть довольно хорошее понимание возникновения галактик и также этого? CDM в основном правилен», говорит Фогелсбергер.Illustris является первым моделированием, это является достаточно большим для моделирования представительного участка целой вселенной, но детализировало достаточно для прослеживания отдельных галактик, говорит Саймон Вайт, космолог в Макс.

Планке Институте Астрофизики в Гархинге, Германия, кто также работал над Моделированием Тысячелетия. «Это – комбинация тех двух вещей, которая является новой», говорит он.Однако Джоэл Примакк, космолог в Калифорнийском университете, Санта-Круз, утверждает, что разработчики имеют перепроданный новая работа.

Несмотря на то, что Illustris делает важный шаг путем моделирования газа на крупных масштабах, это все еще испытывает недостаток в разрешении непосредственно модели, скажем, сами суперкрупные черные дыры, говорит он. Таким образом, это все еще использует полуаналитические правила составлять такие детали, говорит он. «Люди, которые не находятся в области, читают обман и введены в заблуждение в размышление, что они делают, является революционным и это люди, не делающие, это упускает возможность», говорит Примакк. «И это просто неправильно».В конечном счете новое моделирование может быть оценено по его полезности.

Это могло использоваться, чтобы следовать за развитием определенных типов объектов в течение космического времени или сделать предсказания о том, что могли бы видеть наблюдатели, когда они наконец оглядываются назад и считают самые ранние галактики, говорит Френк Дарема. Именно то, где моделирование не соответствует данным, это будет самым плодотворным, отмечает Марлу Джеху, астрофизика в Йельском университете.

Например, Illustris, кажется, предлагает, чтобы звезды в меньших галактиках сформировались ранее, чем наблюдения показывают. «Существует что-то в звездном формировании, не работающем в чрезвычайных условиях, таким образом, это не может быть целая история», говорит она. «Это интригует для наблюдения».(Видео кредит: Сотрудничество Illustris)


Блог Александрии